Question

【題目】氧化亞銅(Cu2O)是船舶防污劑的首選，可利用印刷電路板酸性蝕刻液(CuCl42-、Cl-、H+)和堿性蝕刻液[Cu(NH3)42+、NH4+、NH3、Cl-]來制備，工藝流程如下：

已知：強(qiáng)酸條件下，2Cu+==Cu+Cu2+

(1)不同pH下“混合沉淀”實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表。由表可知，pH應(yīng)控制在______左右。

pH	4.00	4.50	5.40	6.20	6.50	7.00	8.00	8.50
廢液含銅量/g.L-1	19.5	2.4	2.0	0.3	0.2	2.0	8.3	17.0

(2)“混合沉淀”中廢液的主要成分為______________(填化學(xué)式)

(3)“控溫脫硫”生成Cu2O的離子方程式為_________；該過程產(chǎn)生的SO2經(jīng)_____(填化學(xué)式)處理后生成可循環(huán)物質(zhì)Na2SO3。

(4)“控溫脫硫”過程中溫度對(duì)Cu2O的產(chǎn)率影響及SO2在水中溶解度隨溫度變化如圖所示:

下列說法正確的是_____

a.在60℃以下，溫度越高，SO2越易逸出，有利于提高生產(chǎn)中硫原子利用率

b.反應(yīng)溫度的變化是影響Cu2O產(chǎn)率的主要因素

c.結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，溫度應(yīng)控制在溶液呈沸騰狀態(tài)

d.低溫時(shí)，Cu2O產(chǎn)率較低與SO2低溫時(shí)的溶解度較大有關(guān)

(5)檢驗(yàn)Cu2O是否洗滌干凈的方法是______________________________。

(6)某工廠用V1，L含銅量120g·L-1的酸性蝕刻液和V2L含銅量160g·L-1的堿性蝕刻液制備Cu2O，最終得到產(chǎn)品mg，產(chǎn)率為____%。

Answer 1

【答案】 6.50 NH4Cl 2Cu2+ + 3SO32- ＝ Cu2O↓ + SO42- + 2SO2↑ NaOH（寫成 Na2CO3 或 NaHCO3 均給分 ） acd 取最后一次洗滌液少許，加入 BaCl2 溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則已經(jīng)洗凈 20m/(27V1 + 36V2)

【解析】本題考查的是物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，難度較大。

(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析pH在6.50左右廢液中含銅量最少。(2)從酸性蝕刻液和堿性蝕刻液的成分分析，二者混合后廢液的主要成分為氯化銨；(3)銅離子和亞硫酸根離子反應(yīng)生成氧化亞銅和硫酸根離子和二氧化硫，離子方程式為：2Cu2+ + 3SO32- ＝ Cu2O↓ + SO42- + 2SO2↑；二氧化硫與 NaOH或 Na2CO3 或 NaHCO3 都可以生成亞硫酸鈉。 (4) a.在60℃以下，溫度越高，SO2越易逸出，反應(yīng)不斷正向進(jìn)行，有利于提高生產(chǎn)中硫原子利用率，故正確；b.從圖分析，在60度以后溫度對(duì)二氧化硫的影響不大，因此反應(yīng)溫度的變化不是影響Cu2O產(chǎn)率的主要因素，故錯(cuò)誤；c.結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，溫度高有利于生成氧化亞銅，因此溫度控制在溶液呈沸騰狀態(tài)有利于脫硫，故正確；d.低溫時(shí)，二氧化硫不能及時(shí)逸出，使氧化亞銅的產(chǎn)率降低，因此Cu2O產(chǎn)率較低與SO2低溫時(shí)的溶解度較大有關(guān)，故正確，故答案為：acd； (5). 反應(yīng)過程中生成硫酸根離子，所以檢驗(yàn)洗滌液是否含有硫酸根離子即可，實(shí)驗(yàn)方法為取最后一次洗滌液少許，加入 BaCl2 溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則已經(jīng)洗凈； (6) 用V1，L含銅量120g·L-1的酸性蝕刻液和V2L含銅量160g·L-1的堿性蝕刻液含銅的質(zhì)量為（V1 ×120+V2×160）g，則生成的氧化亞銅的質(zhì)量為，產(chǎn)率為×100%= 20m/(27V1 + 36V2)%。